1.空气流量计

第二章汽油发动机工作用传感器学习目标：1、掌握电控系统各传感器的分类形式。2、掌握电控系统各传感器的组成和工作原理。3、掌握电控系统各传感器的结构和检测方法。传感器技术的应用第一节概述信息处理电信电话科技测试设备控制交通控制输电系统机床机器人家用电器照相机汽车飞机船舶气象海洋环境污染医疗防火光能利用热能利用土木建筑农林机械能利用货币金融食品111551101034736598161277834313147111707693612621242014需要量汽车与传感器传统：行驶速度、距离、发动机旋转速度、燃料剩余量。安全：安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、汽车“黑匣子”。环保：排气循环装置、电子燃料喷射装置。汽车用传感器的类型及功用空气流量计MAFS：测量发动机的进气量，将信号输入ECU。进气管绝对压力传感器MAPS：测量进气管内气体的绝对压力，将信号输入ECU。节气门位置传感器TPS：检测节气门的开度及开度变化，信号输入ECU。凸轮轴位置传感器CMPS：提供曲轴转角基准位置信号。曲轴位置传感器CKPS：检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号。进气温度传感器IATS：检测进气温度信号。冷却液温度传感器ECTS：给ECU提供冷却液温度信号。车速传感器VSS：检测汽车的行驶速度，给ECU提供车速信号（SPD信号）。西安汽车科技学院氧传感器O2S：检测排气中的氧含量。爆燃传感器KS：检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。开关的类型及功用空调开关A/C：当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入信号。档位开关：自动变速器由空档挂入其他档时，向ECU输入信号。起动开关STA：发动机起动时，给ECU提供一个起动信号。制动灯开关：制动时，向ECU提供制动信号。动力转向开关：当方向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时向ECU输入信号。巡航控制开关：当进入巡航控制状态时，向ECU输入巡航控制状态信号。西安汽车科技学院传感器：能够感受所规定的物理量，并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置（非电量—电量）。传感器组成类型敏感元件：直接感受被测量部分转换元件：转换为R,I,U。(车载多为电压型传感器)按输出方式数字式模拟式按能量转换参量型：将非电量变为电阻、电容、电感等电参量变化发电型：通过非电量作用产生电压或电流测量电路：信号进一步转换。第二节空气流量计（MAFS、AFS）【英文缩写】:MAFS=MassAirFlowSensorAFS=AirFlowSensor【作用】：检测发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输入ECU，以供ECU计算喷油时间和点火时间.主要用于L、LH型系统。（一旦丢失由n、TPS计算）【分类】体积流量型叶片式：丰田，宝马。（淘汰）卡门漩涡式：日本三菱，韩国现代。质量流量型热线式:尼桑，通用，奔驰等。热膜式：美国通用研制，大众，宝马。【安装位置】空气滤清器与节气门体之间。【信号类型】电压信号一、叶片（翼片）式空气流量计外型它是利用力矩平衡原理及电位计原理而开发的机械式传感器1.结构组成：测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道。此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。二、翼片式空气流量传感器2、工作原理吸入空气进入主气道→叶片受空气气流压力产生推力力矩和弹力力矩作用→叶片偏转、若进气量增大→推力力矩增大→叶片偏转角度增大→输出阻值减小→输出电压减小。（喷油量减小）若相反、亦反之。将进气量转换成电压信号VS送给ECU翼片式空气流量传感器的电位计部分翼片式空气流量传感器电位计部分内部电路进气量↑→电压信号↑个别车型也有电压信号降低的。3、检修检测部位信号、传感器外部线路、内部线路、机械部分常见故障叶片总成卡滞、电位计滑动触点磨损且与镀膜电阻接触不良、燃油泵触电烧蚀且接触不良万用表检测信号线：插好连接器，点火开关ON，测量各接脚间的电压。搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，测量插头E2、E1与搭铁间的电阻，应为0Ω。电源线：拔下连接器，点火开关ON，测量插头VＣ与搭铁间的电压，应为5V，插头FＣ与搭铁间的电压，应为12V。传感器静态电阻：拔下连接器，点火开关OFF，测量插座各接脚间的电阻。信号线：插好连接器，点火开关ON，测量各接脚间的电压。搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，测量插头E2、E1与搭铁间的电阻，应为0Ω。电阻测量点火开关置于“OFF”位置，拔下传感器导线连接器，用万用表测电阻：油泵开关的检查：叶片关闭时FC-E1无穷大叶片开启一定角度FC-E10Ω测量叶片全闭VS-E2200—600Ω测量叶片从全闭到全开VS-E2200—1200Ω叶片式空气流量计检修端子之间电阻计量板位置VS-E24.5~0.5V20-400全闭20-1000全闭到全开FC-E1无限大全闭0不闭VC-E25V100-300——THA-E210000-20000-20°C400-70060°CFCE1E2VBVCVSTHA油泵开关进气温度传感器示波器检测模拟信号：输出信号电压随进气流量的增大而增大怠速时输出电压约为1V，节气门全开时应超过4V，急减速时输出电压并不是非常快地回到怠速电压。在急加速时波形中的小尖峰是由于叶片过量摆动造成的检测参数：叶板全关（OFF）3.7~4.3V进气量小叶板全开（ON）0.25~0.5V进气量大怠速2.3~2.8V3000r/min0.3~1.0V检测参数电位计：全开-全关20--1200欧THA-20摄氏度10-20千欧0摄氏度4-7千欧20摄氏度2-3千欧40摄氏度900-1300欧60摄氏度400-700欧5.检测（1）检查供电：7线12V6、5线5V(ON)VBVC(电脑)（2）检查输出信号（3）油泵开关、电位计、THA（4）机械检测6.优缺点优点：结构简单、成本高、寿命长（发动机坏了，它还好着）缺点：进气阻力大、进气突变由于机械偏差导致滞后时间长、体积检测（温度修正）二、卡门漩涡式空气流量计它是根据卡尔曼涡流理论，利用光电信号或超声波通过检测漩涡的频率来测量空气流量。（流体经过柱状物体后，会产生漩涡，并且这个漩涡与流体的质量有关）Qa﹦cf（一）光电检测式1、结构组成导压孔涡流发生器空气卡门漩涡LED光电管反光镜扳簧全波段2、工作原理发动机工作：空气经涡流发生器产生涡流串→一部分经导压孔→作用于金属膜反光镜，引起板簧振动→反光镜将LED投射来的光以不同的频率反射给光敏管→光敏管随反射来的光线而导通，从而输出电脉冲信号。（若进气量大→涡流强度大→输出电脉冲信号频率高若进气量小→涡流强度小→输出电脉冲信号频率低）3、电路图LS－4004、传感器检测5.检测（丰田凌志LS400）（1）万用表检测信号线：插好连接器，点火开关ON，测量接脚Ks与E2间的电压，发动机不起动时应为4.5V~5.5V；发动机运转时应为2V～4V，并随进气流量的增大而增大。搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，测量插头E2与搭铁间的电阻，应为0Ω。电源线：拔下连接器，点火开关ON，测量插头VＣ与搭铁间的电压，应为5V。（2）示波器检测数字信号：输出信号频率随进气流量增大而增大，占空比、脉冲宽度也改变。（二）超声波检测式1、结构组成空气空气旁通道整流器涡流发生器接收器发生器卡门漩涡超音波发射接ECU接ECU与涡流数对应的疏密声波转换成整形矩形波脉冲往发动机2、工作原理发动机工作时，超声波发生器产生一定频率（40KHz）经信号发生器→进气气流→接收器，超声波受涡流调制→使到达接收器的超声波产生相位差→控制器据此相位差变化计算出涡流频率→ECU根据涡流频率计算出进气量。3、电路图4、传感器检测※（1）卡门漩涡空气流量计，需要大气压力传感器和进气温度传感器的修正信号。（2）输出数字波形，响应性快.三、热线式空气流量计应用车型：尼桑千力马、尼桑风度、沃尔沃、奔驰、福特天霸、通用别克等安装位置：空滤后1、结构组成热线式：测量元件为铂丝热线，热线缠绕在陶瓷上；热线式空气流量传感器正面图NISSAN轿车空气流量传感器奔驰轿车空气流量传感器测量方式主流测量式：将热线电阻安装在主进气道中；旁通测量式：将热线安装在旁通气道中。主流测量方式【信号类型】电压信号，也有频率信号进气量↑→信号电压↑进气量↑→信号频率↑3、热线式空气流量传感器的工作原理热线式空气流量计的工作原理如图所示，在进气管道中放置热线电阻ＲH，当空气流过热线时，热线的热量被空气吸收，使其变冷。热线周围通过的空气质量流量越大，被带走的热量将增加。热线式空气流量计是利用热线与空气之间的这种热传递现象进行空气质量流量测量的。其工作原理是将热线温度与吸入空气温度差保持在100℃，热线温度由混合集成电路控制，当空气质量流与吸入空气温度差保持在100℃，热线温度由混合集成电路控制，当空气质量流量增大时，由于空气带走的热量增多，为保持热线温度，混合集成电路使热线电阻通过的电流增大，反之，则减小。这样，使得通过热线电阻的电流是空气质量流量的单一函数，即热线电流随着空气质量流量的增大而增大，随空气质量流量减小而减小原理：空气流量增大，铂丝热线电阻ＲH温度降低，ＲH电阻减小，加热电流ＩＨ增大，以维持热线温度一定（比气流温度高100℃），信号电压US增大。图热线式空气流量传感器工作原理空气温度补偿电阻铂丝热线电阻图热线式空气流量传感器的输出特性温度补偿原理进气温度升高时，带走RT上的热量减少，使得TH的值升高TH-TG≠100电桥不平衡，RT上分得的电流减少，使TH的值下降，电桥重新获得平衡，这时RA上分得电流减少，输出电压降低从而得到一个降低的空气量反之既然。自洁功能：传感器使用一段时间后，热线表面受空气尘埃污染，从而使其热辐射能力降低而影响测量精度。自洁方式3.工作波形1、ECU接收到熄火指令，控制自洁电路接通，热线加热到1000℃并保持1S，将尘埃烧掉。2、提高热线的保持温度。4、电路图当点火开关接通后，供电电压经保险盒内27号10A保险丝向MAF传感器C脚供点，传感器的A脚为信号输出脚，通过PCM69号脚输出信号、同时也由PCM69号脚面向MAFA脚提供5V参考电压传感器，B脚为接地脚。别克君威尼桑千里马5、检测方法（别克）第一步关闭点火开关将MAF传感器插头拔打下，打开点火开关不要启动发动机用直流电压表测量MAF传感器接线末端C脚与B脚应有12V电压如没有12V电压应检测保险盒内27号保险丝和到MAF传感器C脚之间的线路及检测MAF传感器B脚与接地线路是否良好。第二步；1)再用万用表20V直流电压档测量MAF传感器线束，A脚与B脚应有5V电压，如没有5V电压，检测PCM69号脚到MAF线束端A脚之间的线路及MAF线束端B脚的接地线路。如线路良好应检测PCM.2)装MAF传感器插头装回、启动发动机。用万用直流20V电压档测量MAF传感器A脚与B脚在发动机怠速时，A脚与B脚应有4.5V左右的电压。缓慢打开节气门电压应平稳下降，关闭节气门时电压平稳上升。3)否则更换MAF传感器。4)也可用诊断仪读取MAF值，并按每秒克g/s显示在怠速时对于完全预热的发动机，读数应该在4g/s-6g/s之间，加速时数值变化很快，但达到指定转述后该值保持稳定。检测；现代汽车-怠速（2.0-2.6V）3.000rpm（2.6-3.3V)起亚汽车-点火开关（ON)1.1-1.6V发动机运转状态（1.7-5V)运用车型；现代斯库普-SCOUPE，起亚空客得-(CONCORD)-DOHC四、热膜式空气流量计它是作为目前空气流量计主流发展方向，因此应用非常广泛。奔驰轿车空气流量传感器（热膜式）1.结构：热膜式空气流量计的结构如图所示，其发热体不是热线而是热膜，它是由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成的。这种结构可使发热体不直